一種巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種試樣加熱裝置，特別是涉及一直用于巖土實(shí)驗(yàn)室切削破碎試驗(yàn)的加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)家安全的重大建(如西氣東輸，高速鐵路，城市地鐵，礦山開(kāi)采等在很多科學(xué)研究)中大量使用切削、鑿巖、爆破等方式對(duì)巖石進(jìn)行破碎，而實(shí)際切削破碎工況是復(fù)雜多變的，而高低熱，乃至切削產(chǎn)生的熱量就是這些復(fù)雜條件的一部分。隨著作業(yè)深度不斷增加，地?zé)崽荻纫悦?00米3攝氏度的增加時(shí)，地層深處巖土本身溫度必然是高于常溫的，其力學(xué)特性與常溫下差別很大。這時(shí)候就需要掌握巖石在不同溫度下的力學(xué)特性，這些力學(xué)性能通常是通過(guò)一系列的不同溫度下的切削破巖試驗(yàn)獲得。
[0003]在現(xiàn)階段一般的巖土切削破碎實(shí)驗(yàn)以及對(duì)巖土力學(xué)特性的研究或者是在常溫下進(jìn)行的，或者是小塊巖土在加熱爐內(nèi)進(jìn)行的，而前者不能獲得溫度對(duì)巖土力學(xué)特性的影響，后者則不能反映實(shí)際工況。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可自由移動(dòng)加熱大塊巖土任意位置表面的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，使實(shí)驗(yàn)中能盡可能在接近實(shí)際工況的情況下研究巖土在不同溫度下的力學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，該加熱裝置可自由移動(dòng)以對(duì)大塊巖土任意位置加熱，同時(shí)加熱功率可根據(jù)需要選擇。
[0005]本發(fā)明主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明主要由一頂板，一加熱板，一隔熱層，若干加熱棒，四個(gè)手柄構(gòu)成。其特征在于，隔熱層由兩層隔熱棉組成，設(shè)置于加熱板和頂板之間，用螺釘使三者穩(wěn)固連接，確保加熱棒產(chǎn)生的熱量盡可能少的傳遞到頂板上，盡可能多的傳遞到加熱板上，以充分利用能源；加熱板上鉆有在寬度方向上貫穿兩側(cè)的通孔，通孔直徑等于電阻加熱棒直徑，通孔數(shù)量與電阻加熱棒數(shù)量相等，加熱棒插在加熱板的通孔內(nèi)，與孔壁緊密接觸，以確保加熱棒產(chǎn)生的熱量較快的傳遞到加熱板上，延長(zhǎng)加熱棒的使用壽命；通孔沿加熱板長(zhǎng)度方向均勻分布，使被加熱巖土能夠被均勻加熱；可以根據(jù)被加熱巖土溫度的需要選擇合適的加熱功率，選擇相應(yīng)數(shù)量的加熱棒連通電源。四個(gè)手柄焊接在頂板上，手柄上套有木質(zhì)保護(hù)外圈，使加熱裝置可以自由移動(dòng)，同時(shí)保證操作安全性。
[0006]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、可重復(fù)多次使用，熱傳導(dǎo)效率高，節(jié)約能源，可加熱溫度范圍較廣，加熱完直接通過(guò)手柄即可移開(kāi)裝置，能夠?qū)r石進(jìn)行加熱從而模擬高溫下巖石切削實(shí)驗(yàn)，從而得到不同溫度下三向力變化，以及破巖狀況的不同。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明示意圖；
[0008]圖2為圖一中的加熱板。具體實(shí)施方案
[0009]如圖1所示，本裝置包括有加熱板1、若干加熱棒2、隔熱層4、頂板5、手柄6、木制保護(hù)圈7 ;隔熱層位于加熱板與頂板之間，阻止熱量傳遞給頂板，三者由螺釘連接，上述加熱板上鉆有在寬度方向貫穿兩側(cè)的的通孔，電阻加熱棒插在加熱板通孔內(nèi)，手柄焊接于頂板上，手柄上套有木質(zhì)保護(hù)外圈。如圖2所示，加熱板上開(kāi)有沿寬度方向貫穿兩側(cè)的通孔，通孔直徑與加熱棒相等，通孔數(shù)量與最大功率時(shí)加熱棒數(shù)量相等，加熱板上通孔沿長(zhǎng)度方向均勻分布。
[0010]具體工作過(guò)程是:
[0011]工作時(shí)，加熱棒連接電源后，產(chǎn)生的熱量經(jīng)加熱棒與加熱板的緊密接觸快速傳遞給加熱板，并在加熱板上較均勻分布，由于加熱板直接置于巖石塊之上，故可以直接進(jìn)行熱傳遞，加熱棒數(shù)量η可根據(jù)加熱預(yù)期所需總功率Q除以每根加熱棒功率P獲得，并可根據(jù)加熱棒數(shù)量沿長(zhǎng)度方向均勻排布；上板與加熱板之間隔了一層隔熱層，有效的阻止了加熱板的熱量導(dǎo)致上板升溫，螺栓會(huì)被加熱板傳遞熱量之后再傳給上板，再在上板上焊接四個(gè)手柄，手柄上套有木制保護(hù)圈，防止溫升較高時(shí)溫度燙手不方便一走。如需要加熱巖石其他位置或者需要對(duì)被加熱位置進(jìn)行某些調(diào)整時(shí)，可提住手柄移動(dòng)加熱裝置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，主要由鋁制加熱板(I)、加熱棒(2)、隔熱層(4)、鐵制上板(5)、手柄(6)、木制保護(hù)圈(7)組成，其特征在于:巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置加熱時(shí)放置于巖土上，使加熱板與巖土直接接觸，鋁制加熱板中挖有小孔，加熱棒為圓柱狀，加熱棒直接插于小孔當(dāng)中，通電后產(chǎn)生熱量通過(guò)加熱板進(jìn)行傳遞；鐵制上板置于加熱板上方，通過(guò)螺栓與加熱板進(jìn)行相連，隔熱層置于兩者中間，通過(guò)鐵制上板和鋁制下板之間位置固定來(lái)進(jìn)行夾緊，阻止熱量往鐵板傳遞；手柄置于鐵制上板左右兩端，通過(guò)焊接方式與鐵制上板進(jìn)行相連，木制保護(hù)圈套在手柄之上，可以通過(guò)提手柄抬起整個(gè)實(shí)驗(yàn)加熱裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，其特征在于四個(gè)保護(hù)手柄焊接在頂板四個(gè)角上，手柄上套有木質(zhì)保護(hù)外圈，防止高溫下人被燙傷。
3.如權(quán)利要求1所述的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，加熱板與頂板之間鋪有兩層隔熱棉的隔熱層、頂板隔熱層和加熱板通過(guò)螺釘連接。
4.如權(quán)利要求1所述的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，其特征在于加熱板上鉆有在寬度方向上貫穿兩側(cè)的通孔，通孔數(shù)量與電阻加熱棒數(shù)量相等，通孔直徑等于電阻加熱棒直徑。
5.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，其特征在于加熱板上通孔沿加熱板長(zhǎng)度方向均勻布置。
6.如權(quán)利要求4所述的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，其特征在于電阻加熱棒插在加熱板上通孔內(nèi)，電阻加熱棒表面與孔壁緊密接觸。
7.如權(quán)利要求5所述的巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，其特征在于每根電阻加熱棒單獨(dú)與電源相連，加熱板上可插入與預(yù)期功率相應(yīng)的數(shù)量的加熱棒。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種巖土實(shí)驗(yàn)加熱裝置，主要用于巖土切削破碎等實(shí)驗(yàn)的巖土加熱裝置，屬于巖土力學(xué)研究領(lǐng)域。裝置由一頂板(5)，一加熱板(1)，一隔熱層(4)，若干電阻加熱棒(2)和四個(gè)手柄(6)構(gòu)成。加熱板與頂板之間設(shè)有隔熱層，三者由螺釘連接。上述加熱板上鉆有在寬度方向貫穿兩側(cè)的通孔，加熱棒插在加熱板上通孔內(nèi)。上述手柄焊接于頂板上，手柄上套有木質(zhì)保護(hù)外圈。電阻加熱棒通電產(chǎn)熱，與加熱板上通孔接觸傳導(dǎo)給加熱板，加熱板與被加熱物直接接觸加熱。
【IPC分類】G01N3-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104729926
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310719943
【發(fā)明人】譚青, 謝呂堅(jiān), 夏毅敏, 孫鑫鍵, 朱震寰, 李建芳
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月24日